Возможности получения длинномерных изображений скелета на современном рентгеновском оборудовании

Введение. Работа травматолога-ортопеда немыслима без визуализации костных структур. Чем выше качество изображения, больше деталей и элементов представлено на снимке без искажения, тем больше возможностей у врача оценить степень и протяженность повреждения или поражения отдельных частей скелета и принять верное решение при планировании лечения. В связи с расширением спектра реконструктивно-восстановительных операций на конечностях все чаще возникает необходимость точной оценки так называемых референтных линий и углов (РЛУ), которые характеризуют осевые и угловые взаимоотношения костей и суставных поверхностей [1, 2]. Для этого необходимо получить изображение, на котором были бы представлены как минимум отдельные сегменты с захватом смежных суставов, а лучше вся конечность целиком. До начала эпохи цифровых технологий для решения подобных задач использовали определенные способы выполнения рентгенограмм (некоторые из них представлены на рис. 1)

Рис. 1. Способы получения длинномерных изображений на обычном рентгеновском оборудовании [2]. а — укладка конечности по диагонали кассеты; б — проведение рентгенографии на специальных (или соединенных друг с другом обычных) кассетах с увеличением фокусного расстояния.

[2]. Интересно, что они сохранили свою актуальность до настоящего времени.

В последние годы появилось рентгеновское оборудование, специально предназначенное для получения длинномерных изображений разных участков человеческого тела. При этом в публикациях и презентациях на научных конференциях редко можно увидеть методически верно и качественно выполненные изображения, позволяющие точно определить РЛУ. Особые требования к качественному документированию изображений предъявляют при проведении экспертизы, демонстрации интересных клинических наблюдений в учебном процессе и научной работе [3].

Цель исследования — оптимизация методики рентгеновского обследования пациентов и расширение возможностей получения качественных длинномерных изображений разных отделов скелета на современном оборудовании.

В силу специфики профессиональных и научных интересов авторов основное внимание в работе было уделено нижним конечностям, что, однако, позволяет применять описанные ниже приемы при исследовании других отделов, в частности верхних конечностей, и конечно же позвоночника.

Материал и методы

В период с 2016 г. по настоящее время при обследовании пациентов ортопедического профиля для получения длинномерных изображений используют аппарат Digital Diagnost R2.0 Stitching «Philips» (далее Philips DDS; рис. 2).

Рис. 2. Внешний вид аппарата Philips DDS в процессе выполнения исследования у пациентки после корригирующей операции на берцовых костях (а) и полученное при этом изображение (б).

Аппарат представлен традиционным столом для рентгенографических исследований, рентгеновской трубкой на телескопическом кронштейне, синхронизирующейся с вертикально перемещающимся цифровым рентгеновским детектором, расположенным на напольной стойке-штативе, которая стыкуется со специальной стойкой для позиционирования пациента. Управление исследованием происходит с помощью панели на рентгеновской трубке и с рабочего места оператора, оборудованного пультом и монитором.

Philips DDS обеспечивает условия для обследования объекта длиной 120 см (нижние конечности) или 80 см (позвоночник). Изображение объекта длиной 120 см формируется из трех отдельно выполняемых снимков, которые затем «сшиваются» автоматически или вручную. В итоге получается единое изображение без искажения, без видимых границ сшивки, а также различий в яркости и контрастности.

В цель исследования не входило изучение и представление технических характеристик аппарата Philips DDS (напряжение, сила тока, дозы облучения, особенности программного обеспечения и пр.). Настоящее исследование посвящено оценке достоинств и недостатков прибора, актуальных для травматологов-ортопедов, возможности извлечения максимальной информации при проведении процедуры, а также анализу типичных ошибок, которые затрудняют адекватную оценку результатов исследования.

Результаты

Дизайн настоящего исследования являлся специфическим и позволил получить информацию, которая была разделена на основную и дополнительную.

Основная информация: положение референтных линий и величина образуемых ими углов, длина сегментов, расстояние между различными отделами обеих конечностей. Это та информация, которую нельзя в полном объеме получить при выполнении и анализе обычных рентгенограмм.

Дополнительная информация: плотность костной ткани, изменения в суставах, состояние костной мозоли или регенерата, мягких тканей, признаки поражения кости. Следует отметить, что если нет необходимости в получении основной информации, то назначать и выполнять подобное рентгеновское обследование не обязательно. Возможно, есть смысл ограничиться обычной рентгенографией.

Можно выделить следующие основные задачи, которые ставят врачи, назначая рентгеновское обследование с получением длинномерных изображений:

— определение локализации и величины деформации;

— оценка длины сегментов конечностей;

— определение расстояния между отдельными точками противоположных конечностей.

Рассмотрим особенности выполнения и анализа длинномерных изображений в зависимости от названных выше задач.

Оценка локализации и величины деформации. Установка пациента для выполнения рентгенографии в прямой (переднезадней) проекции не представляет трудностей, чего нельзя сказать о боковой проекции. Выполнение снимков в боковой проекции имеет особенности в зависимости от локализации патологических изменений — на одной либо на обеих конечностях, а также протяженности патологически измененного участка. При поражении одной из конечностей необходимо выполнять установку пациента, как это показано на рис. 3 [2].

Рис. 3. Установка пациента при выполнении исследования в боковой проекции [2].

При этом можно получить качественное изображение конечностей в прямой и боковой проекции. Необходимо учитывать, что относительно небольшой участок в верхней трети исследуемого бедра в таких случаях с трудом визуализируется из-за значительной толщины тканей. Если есть необходимость исследования именно этой зоны, целесообразно применять другие специальные укладки либо выполнять компьютерную томографию этой зоны. На всем остальном протяжении качество изображения позволяет провести точные измерения РЛУ и оценить состояние костной ткани (рис. 4).

Рис. 4. Длинномерное изображение в двух проекциях при локализации патологических изменений на одной конечности. Рис. 5. Длинномерное изображение в двух проекциях при локализации патологических изменений на обеих конечностях.

При повреждении или поражении одной конечности нет показаний к выполнению снимка здоровой конечности в боковой проекции для сравнения длины сегментов. Это можно сделать по изображению, выполненному в прямой проекции.

При локализации патологических процессов на обеих конечностях целесообразно выполнять рентгенографию в боковой проекции сразу обеих ног, как это показано на рис. 5.

Рис. 5. Длинномерное изображение в двух проекциях при локализации патологических изменений на обеих конечностях.

Оценка длины сегментов конечностей. Как правило, эти данные представляют интерес при обследовании пациентов с разной длиной ног или, иными словами, с укорочением одной из конечностей. Длина всей нижней конечности складывается из длины (высоты) отдельных сегментов (таз, бедро, голень, стопа). При укорочении одной из конечностей необходимо использовать подставку с целью максимально полной компенсации разницы длины ног. Как известно, укорочение бывает истинное, кажущееся и относительное [4]. При всех видах укорочения это исследование является методом выбора, существенно дополняющим данные клинического обследования и по своим возможностям существенно превосходящим компьютерную томографию. При определении вида и величины укорочения в каждом конкретном случае процедура имеет свои особенности. Чаще всего трудности и ошибки возникают при диагностике кажущегося укорочения (рис. 6).

Рис. 6. Правильная установка пациента с посттравматической вальгусной деформацией правой голени и комбинированным (истинным и кажущимся) укорочением левого бедра (а) и полученное при этом изображение (б).

Получить точные данные клиническими методами в таких ситуациях очень трудно, а иногда практически невозможно.

Определение расстояния между отдельными точками противоположных конечностей. Измерение расстояния между определенными (как правило, идентичными) точками обеих конечностей необходимо для количественной оценки величины варусной или вальгусной деформации (рис. 7).

Рис. 7. Определение величины варусной (а) и вальгусной (б) деформации коленного сустава.

Особое значение это имеет при экспертизе годности к службе в Вооруженных силах РФ. В соответствии с Постановлением Правительства Р.Ф. от 4 июля 2013 г. № 565 «Об утверждении Положения о военно-врачебной экспертизе», расстояние между мыщелками бедренных костей является признаком варусной деформации, а расстояние между лодыжками — признаком вальгусной деформации нижних конечностей. Если указанные расстояния превышают 12 см, то имеются ограничения годности к службе в Вооруженных силах РФ.

Отсутствие технической возможности выполнить рентгенографию всего тела у взрослого человека несколько ограничивает объем получаемой информации в тех случаях, когда, например, требуется выявить связь деформации позвоночника и разной длины ног. При обследовании пациентов низкого роста такая возможность имеется (рис. 8).

Рис. 8. Рентгенограмма всего скелета пациентки, 10 лет. Прослеживается зависимость деформации позвоночника от укорочения правой нижней конечности.

Для получения максимального количества необходимой информации требуются слаженная работа, четкое взаимодействие и взаимопонимание сотрудников рентгенологической службы и врачей-клиницистов, при этом немаловажное значение имеет правильная установка пациента. Без участия заинтересованного в получении качественного снимка врача-клинициста полученные данные могут быть ограниченными или ошибочными. Участвующий в исследовании средний медицинский персонал, как правило, не знает (и не обязан знать) всех тонкостей укладки или установки пациента. Из-за этого могут возникнуть серьезные проблемы с интерпретацией данных. Ниже представлены основные ошибки, с которыми приходится сталкиваться в тех случаях, когда исследование выполняется без участия лечащего врача.

Перекрытие зоны исследования просвинцованной линейкой. Эта линейка служит не для измерения длины, а для качественной «сшивки» изображения (цифры на линейке должны полностью совпадать на «сшиваемых» изображениях). Эту линейку можно сдвинуть в сторону и даже вовсе обойтись без нее. Однако в случае отсутствия контроля со стороны заинтересованного специалиста она может быть размещена рентгенлаборантом по центру, закрывая собой важные элементы изображения.

Установка пациента с разведенными в стороны конечностями. Такая установка не позволяет измерить расстояние между отдельными точками противоположных конечностей, что исключает точное определение величины варусной или вальгусной деформации в соответствии с установленными требованиями, фактически делая невозможным проведение экспертизы.

Установка пациента без учета ротации конечности. Правильной считается установка пациента в положении, когда надколенники ориентированы кпереди. Несоблюдение этого правила приводит к тому, что обе или одна из конечностей могут быть развернуты в сторону, затрудняя точное определение положения РЛУ. На рис. 9 представлены

Рис. 9. Рентгенограмма пациента, при обследовании которого допущены наиболее типичные ошибки: линейка закрывает центральную часть изображения; стопы разведены в стороны.

основные из перечисленных выше ошибок при установке пациента.

Для их предотвращения врач должен либо сам присутствовать при проведении процедуры, либо обучить персонал правилам позиционирования пациента в наиболее типичных случаях.

Заключение. Совершенствование диагностического рентгеновского оборудования расширяет возможности неинвазивной визуализации разных структур человеческого тела. Естественно, специалисты рентгеновской службы осваивают современные аппараты и изучают особенности их эксплуатации в рамках тех задач, которые перед ними стоят. При этом врачи-клиницисты далеко не всегда знают о достоинствах и преимуществах новой техники. Представленный в настоящей работе собственный опыт освоения аппарата Philips Digital Diagnost R2.0 Stitching с целью получения длинномерных изображений, безусловно, будет полезен травматологам-ортопедам, невропатологам, нейрохирургам и врачам других специальностей, которым для полноценной диагностики различных патологических состояний скелета необходимо получение качественных рентгенограмм отдельных сегментов на всем протяжении. Использованный рентгеновский аппарат является одним из многих, которые в настоящее время представлены на рынке и установлены в крупных клиниках. Приборы разных фирм-производителей несколько отличаются по своим техническим характеристикам и качеству получаемого изображения. Однако описанные в настоящей статье способы установки пациента и принципы оценки информации являются универсальными и могут быть использованы при работе на установках различных типов.

Сведения об авторах

Для контактов: Артемьев А.А. — e-mail: alex_artemiev@mail.ru